PCB技術 - スイッチング電源の回路基板設計仕様

Circuit board design specification of switching power supply

In any switching power supply design, the physical design of the PCB circuit board is the last link. デザイン方法が不適切であるならば, the circuit board may radiate excessive electromagnetic interference and cause the power supply to work unstable. The following is the attention required in each step The matters are analyzed:
1. Design flow from schematic to circuit board Establish component parameters -> input principle netlist -> design parameter settings -> manual layout -> manual wiring -> verify design -> review -> CAM output.

2. Parameter setting The distance between adjacent wires must be able to meet the electrical safety requirements, and in order to facilitate operation and production, 距離はできるだけ広いはずだ. 最小間隔は、許容される電圧に少なくとも適しなければならない. 配線密度が低い場合, 信号線の間隔を適切に増加させることができる. 高いレベルと低いレベルの間に大きなギャップを持つ信号線について, 間隔はできるだけ短くし、間隔を大きくしなければならない. Generally, トレース間隔を8 milに設定する. パッドの内側孔とプリント基板の縁部との間の距離は、1 mmよりも大きくなければならない, 処理中にパッドの欠陥を回避できる. When the traces connected to the pads are thin, パッドとトレースの間の接続は、ドロップ形状に設計されるべきである. この利点は、パッドが剥離しにくいことである, しかし、トレースとパッドは容易に切断されません.
三番目, コンポーネントのレイアウトの実践は、回路図の設計が正しい場合でも、プリント回路基板が適切に設計されていないことを証明している, 電子機器の信頼性に悪影響を及ぼす. 例えば, プリント板の2つの細い平行線が一緒にあるならば, it will cause the delay of the signal waveform and the reflection noise at the terminal of the transmission line. 演奏が落ちる, so when designing the printed circuit board, you should pay attention to adopting the correct method. Each switching power supply has four current loops:
· (1). Power switch AC circuit
· (2). Output rectifier AC circuit
· (3). Input signal source current loop
· (4). Output load current loop

The input circuit charges the input capacitor through an approximate DC current, and the filter capacitor mainly serves as a broadband energy storage; similarly, 出力フィルタコンデンサはまた、出力整流器から高周波エネルギーを蓄積し、出力負荷回路のDCエネルギーを除去するために使用される. . Therefore, 入出力フィルタコンデンサの端子は非常に重要である. 入力および出力電流ループは、それぞれフィルタコンデンサの端子からの電源に接続されるべきである入力の間の接続/出力ループと電源スイッチ/端子が直結しているコンデンサに整流器ループを接続できません, そして、ACエネルギーは、入力または出力フィルタコンデンサによって環境に放射される. 整流器の電力スイッチ及び交流回路の交流回路は、高振幅の台形電流を含む. これらの電流の高調波成分は非常に高い. 周波数は、スイッチの基本周波数よりもはるかに大きい. ピーク振幅は連続入力の5倍の振幅となる/output DC current. 遷移時間は通常50 ns程度である. これらの2つのループは、電磁干渉に最も影響を受けやすい, したがって、これらのACループは、電源の他のプリントラインの前にレイアウトされなければならない. 各ループの3つの主な構成要素はフィルタキャパシタである, パワースイッチまたは整流器, インダクタまたは変圧器. 互いの隣に配置し、コンポーネントの位置を調整し、それらの間の現在のパスをできるだけ短くします. スイッチング電源配置を確立する最良の方法は電気設計に似ている. The best design process is as follows:
· Place the transformer
· Design the power switch current loop
· Design output rectifier current loop
· Control circuit connected to AC power circuit
· Design input current source loop and input filter
When designing the output load loop and output filter according to the functional unit of the circuit, 回路のすべての構成要素をレイアウトするとき, the following principles must be met:
(1) First, 回路基板の寸法を考える. 回路基板の大きさが大きすぎると, 印刷ラインは長くなる, インピーダンスが増える, アンチノイズ能力が低下する, and the cost will increase; if the size of the circuit board is too small, the heat dissipation will not be good, and the adjacent lines will be easily disturbed. 回路基板の最良の形状は長方形である, アスペクト比は3 : 2または4 : 3です. The components located on the edge of the circuit board are generally not less than 2mm away from the edge of the circuit board.
(2) When placing the device, その後のはんだ付けを考える, not too dense.
(3) Take the core component of each functional circuit as the center and lay out around it. The components should be arranged evenly, neatly and compactly on the circuit board, コンポーネント間のリードおよび接続の最小化と短縮, and the decoupling capacitor should be as close as possible to the VCC of the device
(4) For circuits operating at high frequencies, the distributed parameters between components should be considered. Generally, the circuit should be arranged in parallel as much as possible. このように, それは美しいだけではない, しかし、簡単にインストールし、溶接, 大量生産が容易.
(5) Arrange the position of each functional circuit unit according to the circuit flow, そのため、レイアウトは信号循環に便利です, そして、信号は可能な限り同じ方向に保たれる.
(6) The first principle of the layout is to ensure the wiring rate, 装置を動かすとき、飛んでいるリードの接続に注意を払ってください, デバイスを接続関係で一緒に置く.
(7) Reduce the loop area as much as possible to suppress the radiation interference of the switching power supply